Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Schrittmotors zur Variation der Charakteristik eines von

专利摘要:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Schrittmotors (3) zur Variation der Charakteristik eines von einem Scheinwerfer (2) eines Kraftfahrzeugs ausgesandten Lichtbündels. Anhängig von einer einzustellenden Charakteristik des Lichtbündels wird ein Strom-Soll-Wert (I_soll) für den Schrittmotor (3) vorgegeben und der Schrittmotor (3) damit angesteuert. Dann wird abhängig von dem Strom-Soll-Wert (I_soll) eines Sollwerts (s_soll, alpha_soll) der mechanischen Position eines Rotors (5) des Schrittmotors (3) ermittelt und ein Ist-Wert (s_ist, alpha_ist) der mechanischen Position des Rotors (5) erfasst. Der Ist-Wert (s_ist, alpha_ist) wird mit dem Soll-Wert (s_soll, alpha_soll) der mechanischen Position des Rotors (5) verglichen. Es wird vorgeschlagen, zum Erfassen des Ist-Werts (s_ist, alpha_ist) der mechanischen Position des Rotors (5) den zeitlichen Verlauf eines Strom-Ist-Werts (I_ist) des Schrittmotors (3) zu messen und auszuwerten.
公开号:DE102004008063A1
申请号:DE102004008063
申请日:2004-02-19
公开日:2005-09-08
发明作者:Henry Dr. Foster；Joachim Schienle；Rainer Dr. Wüstenhagen
申请人:Automotive Lighting Reutlingen GmbH；
IPC主号:B60Q1-076

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eineselektrischen Schrittmotors zur Variation der Charakteristik einesvon einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs ausgesandten Lichtbündels. DasVerfahren umfasst die nachfolgende Verfahrensschritte: – Vorgabeeines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Soll-Werts für den Schrittmotor in Abhängigkeitvon einer einzustellenden Charakteristik des Lichtbündels; – Ansteuerndes Schrittmotors in Abhängigkeit vondem Strom-Soll-Wert; – Ermittelneines Soll-Werts der mechanischen Position eines Rotors des Schrittmotorsbzw. einer Stellstange in Abhängigkeitvon dem Strom-Soll-Wert; – Erfasseneines Ist-Werts der mechanischen Position des Rotors oder einerden Ist-Wert der mechanischen Position des Rotors charakterisierendenGröße; und – Vergleichdes Ist-Werts mit dem Soll-Wert der mechanischen Position des Rotors.
[0002] Außerdem betrifftdie Erfindung ein Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondereauf einem Mikroprozessor, eines Steuergeräts zur Ansteuerung eines elektrischenSchrittmotors zur Variation der Charakteristik eines von einem Scheinwerfereines Kraftfahrzeugs ausgesandten Lichtbündels ablauffähig ist.
[0003] Schließlich betrifftdie Erfindung auch eine Scheinwerferanordnung eines Kraftfahrzeugsumfassend: – einen Scheinwerfer zum Aussendeneines Lichtbündels; – einenelektrischen Schrittmotor zur Variation der Charakteristik des vondem Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels; – einSteuergerätzur Ansteuerung des Schrittmotors; – Mittelzur Vorgabe eines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Soll-Werts für den Schrittmotorin Abhängigkeitvon einer einzustellenden Charakteristik des Lichtbündels; Mittelzum Ansteuern des Schrittmotors in Abhängigkeit von dem Strom-Soll-Wert; - Mittel zum Ermitteln eines Soll-Werts der mechanischen Positioneines Rotors des Schrittmotors bzw. einer Stellstange in Abhängigkeitvon dem Strom-Soll-Wert; – Mittelzum Erfassen eines Ist-Werts der mechanischen Position des Rotorsoder einer den Ist-Wert der mechanischen Position des Rotors charakterisierendenGröße; und – Mittelzum Vergleich des Ist-Werts mit dem Soll-Wert der mechanischen Position des Rotors.
[0004] Ausdem Kraftfahrzeugbereich ist es bekannt, die Charakteristik einesvon einem Kraftfahrzeugscheinwerfer ausgesandten Lichtbündels mittels einesStellglieds, das beispielsweise als ein Schrittmotor ausgebildetist, zu variieren. So ist es beispielsweise bekannt, zur Leuchtweitenregelungoder zur Realisierung eines Kurvenlichts in Kraftfahrzeugscheinwerfernsogenannte Linearsteller einzusetzen. Diese basieren unter anderemauch auf Schrittmotoren, die häufigals sogenannte 2-Phasen-Klauenpol-Schrittmotorenausgebildet sind.
[0005] DieSchrittmotoren eines Kraftfahrzeugscheinwerfers werden mittels einesSteuergerätsangesteuert. Das Steuergerätist in der Lage, einen Rotor des Schrittmotors durch Ansteuerungvon einer oder mehreren Wicklungen des Schrittmotors mittels einesbestimmten Pulsmusters um eine bestimmte Anzahl an Schritten zubewegen. Ein interner Zähler desSteuergerätszählt diezurückgelegtenSchritte, so dass die Position des Schrittmotors stets bekannt ist. Über eineSpindel oder einen anderen Umsetzer wird die rotatorische Bewegungdes Schrittmotors dann in eine Linearbewegung zum Antrieb des gesamtenScheinwerfers oder eines Bauteils (Blende, Reflektor, Abbildungsoptik(z.B. eine Linse) oder ein zusätzlichesoptisch wirksames Element (z.B. ein Prisma oder eine Linse)) desScheinwerfers umgesetzt. Der Rotor steht mit dem gesamten Scheinwerfer,einem Bauteil oder einem zusätzlichenoptisch wirksamen Element des Scheinwerfers über eine Stellstange vorzugsweisegelenkig in Verbindung.
[0006] Aufgrundvon äußeren oderinneren Einflüssenkann es dazu kommen, dass die füreine Bewegung des Rotors notwendige mechanische Kraft größer istals die elektromagnetisch erzielte Verstellkraft und dass der Rotornicht der vorgesehenen Drehbewegung folgt und es zu einem sogenanntenSchrittverlust des Schrittmotors kommt. Äußere Einflüsse, die zu einer Beeinträchtigungder Drehbewegung des Rotors führenkönnen,sind beispielsweise – wenn derSchrittmotor auf den Reflektor eines Scheinwerfers wirkt – ein Verklemmendes Reflektors, eine Schwergängigkeitder Verstellkinematik aufgrund von mechanischer Reibung, trägheitsbedingteKräfte, Schläge durchBeschleunigungskräftebeispielsweise aufgrund von Fahrbahnunebenheiten, etc. Innere Einflüsse, durchdie eine freie Drehbewegung des Rotors beeinträchtigt werden kann, sind beispielsweiseverbrauchtes Lagerfett, eine Betriebstemperatur des Schrittmotorsaußerhalbeines spezifizierten Bereichs, etc.
[0007] EineLogik oder eine Ablaufsteuerung in dem Steuergerät kann den unerwünschtenBetriebszustand eines Schrittverlustes nicht erkennen, da der interneZählerdes Steuergerätsnicht mehr mit der tatsächlichenIst-Position des Rotors bzw. des durch den Schrittmotor verstellbarenBauteils des Scheinwerfers übereinstimmt.Das hat schließlichzur Folge, dass der Scheinwerfer ein fehlerhaftes Lichtbündel aussendet,das beispielsweise bei einer Leuchtweitenverstellung entgegenkommendeVerkehrsteilnehmer blendet oder aber eine viel zu geringe Leuchtweitehat, oder das beispielsweise bei Kurvenlicht nicht dem Kurvenverlaufeiner Fahrbahn, auf der das Kraftfahrzeug fährt, entspricht.
[0008] Ausdem Stand der Technik ist es bekannt, mittels eines Sensors denIst-Wert der mechanischen Position des Rotors eines Schrittmotorsoder des von dem Schrittmotor verstellbaren Bauteils des Scheinwerferszu erfassen und zur Weiterverarbeitung an das Steuergerät weiterzu leiten. Der Sensor ist beispielsweise als ein Hall-Sensor ausgebildet.Der Soll-Wert der mechanischen Position des Rotors kann anhand desAnsteuerstroms fürden Schrittmotor ermittelt werden. Durch einen Vergleich des Ist-Wertsund des Soll-Werts der mechanischen Position des Rotors können bleibendeSchrittverluste des Schrittmotors detektiert werden. Es wird alsodie Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der mechanischenPosition des Rotors beobachtet. Der Einsatz eines Sensors zum Erfassendes Ist-Werts dermechanischen Position des Rotors ist jedoch aufwendig und teuer.Darüberhinaus beansprucht der eingesetzte Sensor einen relativ großen Bauraumin dem Scheinwerfer oder anderen Teilen der Scheinwerferanordnung.
[0009] Ausdem Stand der Technik (beispielsweise DE 198 23 487 A1 ) ist esauch bekannt, nach dem Einschalten einer Scheinwerferanordnung undauch zu vorgegebenen anderen Zeitpunkten eine Initialisierung derScheinwerferanordnung vorzunehmen. Dabei wird der Schrittmotor unddamit auch der Scheinwerfer der Scheinwerferanordnung bzw. die durchden Schrittmotor verstellbaren Bauteile des Scheinwerfers in einedefinierte Ausgangslage versetzt. In der genannten Druckschriftwird vorgeschlagen, den Schrittmotor derart anzusteuern, dass der Rotorum mindestens die maximal möglicheAnzahl an Schritten in eine Richtung bewegt wird. In Abhängigkeitvon der Ausgangsposition des Rotors fährt er früher oder später gegen einen mechanischenAnschlag. Durch den Impuls des Aufpralls auf den Anschlag pralltder Rotor wieder von dem Anschlag ab und dreht um wenige Halb- oder Vollschrittezurück, umanschließendwieder gegen den Anschlag zu fahren. Der Rotor wird so lange gegenden Anschlag gefahren, bis der Rotor mindestens die maximal mögliche Anzahlan Schritten in die eine Richtung zurückgelegt hat. Nach Abschluß der Initialisierungliegt der Rotor des Schrittmotors an bzw. in der Nähe des mechanischenAnschlags. Dieser Initialisierungsvorgang wird als Referenzierungdes Scheinwerfers bezeichnet. Die Referenzierung wird zumindestnach jedem Aktivieren der Scheinwerfer ausgeführt.
[0010] DieReferenzierung führtzu Vibrationen des Schrittmotors, die von den Insassen eines Kraftfahrzeugsals akustisch störendempfunden werden. Außerdemkann. es zu einem regelmäßigen (periodischen)oder unregelmäßigen Lichtzitternin Folge der Referenzierung kommen. Ursache für das Lichtzittern ist dasungewolltes Zurückdrehendes Rotors des Schrittmotors um wenige Halb- oder Vollschritte, sobaldder mechanische Anschlag erreicht ist. Sowohl die Geräuschentwicklungals auch das Rückdrehendes Rotors hängenstark von der Bauart des Schrittmotors ab, werden aber in jedemFall als äußerst störend empfunden.
[0011] Dervorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf eine einfache,sichere und dennoch zuverlässigeWeise bleibende Schrittverluste eines Schrittmotors für den Einsatzin einer Scheinwerferanordnung zu detektieren, insbesondere ohneden Einsatz eines Sensors zum Erfassen der mechanischen Positiondes Rotors des Schrittmotors.
[0012] ZurLösungdieser Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genanntenArt ein Verfahren mit den nachfolgenden Verfahrensschritten vorgeschlagen: – Erfasseneines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Ist-Werts des Schrittmotors innerhalbeinzelner Schritte des Schrittmotors; und – Ermittelndes Ist-Werts der mechanischen Position des Rotors in Abhängigkeitvon dem zeitlichen Verlauf des Strom-Ist-Werts.
[0013] Gemäß der vorliegendenErfindung wird also auf den Einsatz eines zusätzlichen Sensors zum Erfassendes Ist-Werts der mechanischen Position des Rotors verzichtet. Stattdessenwird der Ist-Wert der mechanischen Position des Rotors anhand deszeitlichen Verlaufs des Strom-Ist-Werts des Schrittmotors ermittelt.Dabei wird der zeitliche Verlauf des Strom-Ist-Werts mittels geeigneterAlgorithmen ausgewertet. Der Verlauf des Strom-Ist-Werts wird beobachtetund ausgewertet. Die eingesetzten Algorithmen berücksichtigenvorzugsweise den Strom-Ist-Wert zu einem aktuellen und mindestens einemvergangenen Schritt des Schrittmotors. Durch einen Vergleich desIst-Werts und des Soll-Werts der mechanischen Position des Rotorskönnenbleibende Schrittverluste frühzeitigsicher und zuverlässigdetektiert werden.
[0014] Für die Referenzierungdes Scheinwerfers einer Scheinwerferanordnung bedeutet dies, dass einAuftreffen des Rotors des Schrittmotors oder des von dem Schrittmotorverstellbaren Bauteils des Scheinwerfers auf einen mechanischenAnschlag, wodurch ein Weiterdrehen des Rotors des Schrittmotorsverhindert wird, schnell und zuverlässig detektiert werden kann.Dies ist dadurch möglich,da sich der Ist-Wert des Stromverlaufs beim Auftreffen des Rotorsauf den Anschlag reproduzierbar in charakteristischer Weise verändert. Nachdem Detektieren eines Auftreffens des Rotors auf den Anschlag kann einWeiterdrehen des Schrittmotors verhindert werden, obwohl die maximalmöglicheAnzahl an Schritten noch nicht zurückgelegt wurde. Das hat denVorteil, dass die Geräuschentwicklungbei der Referenzierung eines Scheinwerfers zeitlich deutlich verringertwerden kann. Außerdemverringert sich die mechanische Belastung, die während der herkömmlichenReferenzierung auf den Scheinwerfer und die übrigen Bauteile der Scheinwerferanordnungwirken, da der Rotor bzw. das von dem Schrittmotor angetriebeneBauteil des Scheinwerfers zum Zwecke der Referenzierung nur einigewenige Male, im Idealfall nur ein Mal, gegen den mechanischen Anschlagder Scheinwerferanordnung fährt.
[0015] Dadurch,dass bei der vorliegenden Erfindung nicht nur der zeitliche Verlaufdes Strom-Ist-Werts zu einem aktuellen Schritt des Schrittmotors,sondern zusätzlichauch zu mindestens einem vergangenen Schritt berücksichtigt wird, ist eine besondersgenaue, zuverlässigeErmittlung des Ist-Wertsder mechanischen Position des Rotors möglich.
[0016] Gemäß einervorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dassder Ist-Wert der mechanischen Position des Rotors in Abhängigkeit voneinem Gradienten einer Stromflanke des Strom-Ist-Werts des Schrittmotorsermittelt wird. Gemäß dieserWeiterbildung wird der zeitliche Verlauf des Strom-Ist-Werts desSchrittmotors dahingehend beobachtet und ausgewertet, dass der Gradientdes Strom-Ist-Wertsermittelt und der weiteren Auswertung zu Grunde gelegt wird. ZurErmittlung des Gradienten wird der zeitliche Verlauf des Strom-Ist-Werts nachder Zeit differenziert (ΔI/Δt).
[0017] DerGradient des Strom-Ist-Werts ist abhängig von einem sogenanntenSchleppwinkel, der die Differenz zwischen einem umlaufenden Magnetfeld einesStators zu dem (mechanischen) Umlaufen des Rotors repräsentiert.Der Schleppwinkel ist abhängig voneiner veränderlichenoder statisch veränderten mechanischenBelastung des Schrittmotors. Die unterschiedlichen Schleppwinkelführenzusammen mit anderen Parametern des Schrittmotors zu unterschiedlichenInduktivitätender Wicklungen des Schrittmotors.
[0018] DesWeiteren ist der Gradient des Strom-Ist-Werts abhängig vonden Gegeninduktivitätender Wicklungen des Schrittmotors, die ihrerseits von der Positiondes Rotors relativ zu dem umlaufenden Magnetfeld beeinflusst werden.Außerdemist der Gradient des Strom-Ist-Werts auch abhängig von der Temperatur derWicklungen des Schrittmotors, da sich mit sich verändernderTemperatur auch die ohmschen Widerstände der Wicklungen verändern. Schließlich istder Gradient des Strom-Ist-Werts abhängig von der an dem Schrittmotoranliegenden Betriebsspannung.
[0019] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform dervorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Gradient einerStromflanke anhand einer zeitlichen Dauer eines Anstiegs oder einesAbfallens der Stromflanke ausgehend von einem ersten vorgebbarenStromwert bis zum Erreichen eines zweiten vorgebbaren Stromwertsermittelt wird. Gemäß dieser Ausführungsformwird also zur Ermittlung des Gradienten des Strom-Ist-Werts gemessen,wie lange der zeitliche Verlauf des Stroms benötigt, von dem ersten Stromwertzu dem zweiten Stromwert zu gelangen.
[0020] Alternativwird vorgeschlagen, dass der Gradient einer Stromflanke anhand einesStromwertes eines Anstiegs oder eines Abfallens der Stromflanke ausgehendvon einem ersten vorgebbaren Zeitpunkt bis zum Erreichen eines zweitenvorgebbaren Zeitpunkts ermittelt wird. Gemäß dieser Alternative wird derGradient des Strom-Ist-Werts also ermittelt, indem gemessen wird,um wie viel der Strom von einem ersten Zeitpunkt bis zu einem zweitenZeitpunkt ansteigt bzw. abfällt.
[0021] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsformder Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Ist-Wert der mechanischenRotation des Rotors in Abhängigkeitvon einer Temperatur von mindestens einer Wicklung des Schrittmotorsermittelt wird.
[0022] DesWeiteren wird vorgeschlagen, dass der Ist-Wert der mechanischenPosition des Rotors in Abhängigkeitvon einer Betriebsspannung des Schrittmotors ermittelt wird.
[0023] ZumErfassen des zeitlichen Verlaufs des Strom-Ist-Werts des Schrittmotorssind verschiedene Verfahren denkbar. Gemäß einer anderen bevorzugtenWeiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zeitlicheVerlauf des Strom-Ist-Wertsdes Schrittmotors mittels eines galvanisch trennenden Stromsensorserfasst wird. Es ist aber auch denkbar, dass der zeitliche Verlaufdes Strom-Ist-Werts des Schrittmotors mittels eines Shunt-Widerstandserfasst wird. Der Shunt-Widerstand hat einen bekannten Widerstandswertund ist in den Strompfad des Schrittmotors eingebracht. Die über demShunt-Widerstand abfallende Spannung wird gemessen, und anhand dergemessenen Spannung und dem Widerstandswert des Shunt-Widerstandskann der Strom-Ist-Wertermittelt werden.
[0024] Vonbesonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrensin der Form eines Computerprogramms, das auf einem Rechengerät, insbesondereauf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist. Das Rechengerät ist Teileines Steuergerätszur Ansteuerung eines elektrischen Schrittmotors zur Variation derCharakteristik eines von einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugsausgesandten Lichtbündels.Dabei ist das Computerprogramm auf dem Rechengerät ablauffähig und zur Ausführung deserfindungsgemäßen Verfahrensprogrammiert. In diesem Fall wird also die Erfindung durch das Computerprogrammrealisiert, so dass dieses Computerprogramm in gleicher Weise dieErfindung darstellt, wie das Verfahren, zu dessen Ausführung dasComputerprogramm geeignet ist. Das Computerprogramm ist vorzugsweiseauf einem Speicherelement abgespeichert. Als Speicherelement kanninsbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen,beispielsweise ein Random-Access-Speicher, ein Read-Only-Speicher oder ein Flash-Speicher.
[0025] Erfindungsgemäß wird insbesonderevorgeschlagen, dass der Ist-Wert der mechanischen Position des Rotorsin Abhängigkeitvon dem zeitlichen Verlauf des Strom-Ist-Werts mittels eines Computerprogrammsermittelt wird. Dem Steuergerätwird also der Strom-Ist-Wert von einem Stromsensor geliefert. Alternativkann dem Steuergerätauch eine fürden Strom-Ist-Wert charakteristische Größe (z.B. die über einenMesswiderstand (Shunt) abfallende Spannung) zugeführt werden,die in dem Steuergerätin den Strom-Ist-Wertumgerechnet wird. Anhand des auf einem Flash-Speicher o.ä. abgespeichertenund auf dem Mikroprozessor des Steuergeräts ablaufenden Computerprogrammwird anhand des Strom-Ist-Werts der Ist-Wert für die mechanische Positiondes Scheinwerfers ermittelt. Auch der Vergleich des Soll-Werts mit dem Ist-Wertder mechanischen Position des Scheinwerfers kann in dem Steuergerät softwaremäßig realisiertsein. In Abhängigkeitvon dem Ergebnis des Vergleichs können – vorzugsweise ebenfalls softwaremäßig realisiert – geeigneteAnsteuersignale fürden Schrittmotor ermittelt und der Schrittmotor unmittelbar odermittelbar übereine Treiberstufe mit diesen Ansteuersignale beaufschlagt werden.
[0026] Alseine weitere Lösungder Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von der Scheinwerferanordnungder eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Scheinwerferanordnungdes weiteren umfasst: – Mittel zum Erfassen eineszeitlichen Verlaufs eines Strom-Ist-Werts des Schrittmotors innerhalb einzelnerSchritte des Schrittmotors; und – Mittelzum Ermitteln des Ist-Werts der mechanischen Position des Rotorsin Abhängigkeitvon dem zeitlichen Verlauf des Strom-Ist-Werts.
[0027] Derzeitliche Verlauf des Strom-Ist-Werts des Schrittmotors kann entwederdurch geeignete Sensoren gemessen oder aber aus geeigneten Größen modelliertwerden. Zum Messen des Strom-Ist-Werts können die unterschiedlichstenSensoren und Verfahren eingesetzt werden.
[0028] Gemäß einervorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen,dass die Mittel zum Vergleich des Ist-Werts mit dem Soll-Wert dermechanischen Position des Rotors Strom-Ist-Werte des Schrittmotorszu einem aktuellen und mindestens einem vergangenen Schritt des Schrittmotorsberücksichtigen.
[0029] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum Ermitteln desIst-Werts der mechanischen Position des Rotors einen Gradienteneiner Stromflanke des Verlaufs des Strom-Ist-Werts ermitteln undauswerten.
[0030] Vorteilhafterweisesind die Mittel zum Ermitteln des Ist-Werts der mechanischen Position des Rotorsals ein Computerprogramm ausgebildet, das auf einem Rechengerät, insbesondereauf einem Mikroprozessor, des Steuergeräts ablauffähig ist.
[0031] Vorzugsweiseist der Schrittmotor als ein 2-Phasen-Klauenpol-Schrittmotor ausgebildet.Ein derart ausgebildeter Schrittmotor umfasst beispielsweise zweiderart räumlichzueinander angeordnete Wicklungen (Induktivitäten), dass sich zusammen mit denmagnetisch leitfähigenKlauen Magnetfelder ergeben, die räumlich – und bei entsprechender Bestromungauch zeitlich – inUmfangsrichtung zueinander versetzt sind. Mit derartigen Schrittmotoren kanneine Verstellung der Charakteristik einer von dem Scheinwerfer ausgesandtenLichtverteilung schnell und einfach, aber insbesondere sehr genau variiertwerden.
[0032] WeitereMerkmale, Anwendungsmöglichkeitenund Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibungvon Ausführungsbeispielender Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bildenalle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombinationden Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassungin den Patentansprüchenoder deren Rückbeziehungsowie unabhängig vonihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. inder Zeichnung. Es zeigt:
[0033] 1 eineerfindungsgemäße Scheinwerferanordnungzur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
[0034] 2 einenVerlauf eines von einer Treiberstufe vorgegebenen Strom-Soll-Wertsfür zweiPhasen eines Schrittmotors;
[0035] 3 einenkleinen und einen großen Schleppwinkelzwischen einem Umlaufen eines Magnetfelds des Schrittmotors undeinem mechanischen Umlaufen eines Rotors des Schrittmotors;
[0036] 4 einenVerlauf eines Strom-Ist-Werts fürden Schrittmotor; und
[0037] 5 verschiedeneArten einer Auswertung des Verlaufs des Strom-Ist-Werts.
[0038] In 1 isteine erfindungsgemäße Scheinwerferanordnungin ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.Sie umfasst einen Scheinwerfer 2 zum Aussenden eines Lichtbündels LBmit einer vorgebbaren Charakteristik LC. Außerdem umfasst die Scheinwerferanordnung 1 einen elektrischenSchrittmotor 3 als Stellglied zur Variation der CharakteristikLC des von dem Scheinwerfer 2 ausgesandten Lichtbündels LB.Der Schrittmotor 3 ist vorzugsweise als ein 2-Phasen-Klauenpol-Schrittmotorausgebildet. Der Stator des Schrittmotors 3 umfasst insgesamtsechs Polpaare, die durch jeweils eine der in 1 dargestelltenWicklungen 4 und nicht dargestellte Klauenpole gebildetwerden. Ein Rotor 5 des Schrittmotors 3 umfasstebenfalls sechs Polpaare. Selbstverständlich kann der Schrittmotor 3 auchmehr oder weniger als sechs Polpaare umfassen.
[0039] DerRotor 5 des Schrittmotors 3 steht mittelbar oderdirekt mit einer Stellstange (nicht dargestellt) in Verbindung, über dieer mit dem gesamten Scheinwerfer 2 oder nur mit einem odermehreren Bauteilen 6 des Scheinwerfers 2 vorzugsweisegelenkig in Verbindung steht. Zur Variation der Charakteristik LC desLichtbündelsLB im Rahmen von Kurvenlicht wärees beispielsweise denkbar, dass der Rotor 5 auf den gesamtenScheinwerfer 2 oder auf eine in einem Scheinwerfergehäuse (nichtdargestellt) angeordnete Leuchtgruppe umfassend eine Lichtquelle,einen Reflektor sowie gegebenenfalls (bei Projektionsscheinwerfern)eine Blende und/oder eine Abbildungsoptik (Linse) wirkt. Zur Variationder Charakteristik LC des LichtbündelsLB im Rahmen einer Leuchtweitenverstellung wäre es beispielsweise denkbar,dass der Schrittmotor 3 auf eine Leuchtgruppe, auf eineLichtquelle, auf einen Reflektor, gegebenenfalls auf eine Blende,auf eine Abbildungsoptik oder ein zusätzliches, in den Strahlengangdes Scheinwerfers 3 eingebrachtes optisch wirksames Element(Linse, Prisma, Fresnell-Optik, etc.) wirkt.
[0040] Zwischendem Schrittmotor 3 und dem angesteuerten Bauteil 6 desScheinwerfers 2 kann ein Umsetzer 7 angeordnetsein, der beispielsweise als ein Zahnstangengetriebe ausgebildetist. Durch den Umsetzer 7 wird eine rotatorische Bewegung α des Schrittmotors 3 ineine translatorische Bewegung s zum Antrieb des Bauteils 6 umgesetzt.Der Umsetzer 7 kann zusammen mit dem Schrittmotor 3 ineinem gemeinsamen Gehäuseangeordnet sein. Der Umsetzer 7 steht über die Stellstange mit demBauteil 6 vorzugsweise gelenkig in Verbindung, so dassder Rotor 5 mittelbar überden Umsetzer 7 mit dem Bauteil 6 in Verbindungsteht.
[0041] DieScheinwerferanordnung 1 umfasst des weiteren ein Steuergerät 8 zurAnsteuerung des Schrittmotors 3. Der Schrittmotor 3 kannentweder direkt oder mittelbar übereine Treiberstufe 9 angesteuert werden. Die Treiberstufe 9 hatunter anderem die Aufgabe, die relativ schwachen Ansteuersignaledes Steuergeräts 8 instärkereSignale zur Ansteuerung des Schrittmotors 3 zu verstärken. Außerdem umfasstdie Treiberstufe zwei Schalter S1 und S2 für die beiden Phasen des Schrittmotors 3. Über dieSchalter S1 und S2 wird die Höheeines durch die Wicklungen 4 fließenden Stroms eingestellt.Die Schalter S1 und S2 könnenals Halbleiter-Schalter ausgebildet sein. Statt der Schalter S1und S2 könnenauch sogenannte H-Brückenvorgesehen sein, welche eine H-förmigeSchaltung mit jeweils zwei Schaltern in den senkrechten Balken undeine Wicklung (Induktivität)in dem Querbalken aufweist, wobei der Querbalken mit den senkrechtenBalken jeweils zwischen den beiden Schaltern kontaktiert ist. Mittelseiner H-Brückekann zusätzlichzu der Höheauch die Richtung des durch eine Wicklung fließenden Stroms eingestellt werden.
[0042] Desweiteren ist in der Treiberstufe 9 ein Teil der Ablaufsteuerungund eine Stromregelung 10a integriert. Der restliche Teilder Ablaufsteuerung 10b ist in dem Steuergerät 8 enthalten.Die Ablaufsteuerung 10b ist beispielsweise als ein Computerprogramm ausgebildet,das auf einem Rechengerät,insbesondere auf einem Mikroprozessor 12, des Steuergeräts 8 ablauffähig ist.An das Steuergerät 8 sindMittel 11 zur Vorgabe eines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Soll-WertsI_soll(t) fürden Schrittmotor 3 in Abhängigkeit von der einzustellendenLichtcharakteristik LC des von dem Scheinwerfer 2 ausgesandten Lichtbündels LBangeschlossen. Die Treiberstufe 9 stellt also Mittel zumAnsteuern des Schrittmotors 3 in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Strom-Soll-Wert-VerlaufI_soll (t) dar.
[0043] Andas Steuergerät 8 sindaußerdemMittel 13 zur Vorgabe eines Soll-Werts s_soll bzw. α_soll für die mechanischePosition des Rotors 5 bzw. der Stellstange in Abhängigkeitvon der einzustellenden Lichtcharakteristik LC des von dem Scheinwerfer 2 ausgesandtenLichtbündelsLB angeschlossen. Der zeitlichen Verlauf des Strom-Soll-Werts I_soll(t) wird also mittelbar überden Positions-Soll-Wert s_soll bzw. α_soll in Abhängigkeit von der vorgegebenen CharakteristikLC des LichtbündelsLB ermittelt.
[0044] Esist denkbar, dass das Steuergerät 8 und dieTreiberstufe 9 in einem gemeinsamen Halbleiterbaustein(einem sogenannten Chip) integriert sind. Die Mittel 11 und/oderdie Mittel 13 könnenintegraler Bestandteil des Steuergeräts 8 sein. Die Mittel 11 und 13 umfassenbeispielsweise einen Neigungssensor zum Erfassen der Neigung derKraftfahrzeugkarosserie. In Abhängigkeitvon der Karosserieneigung wird von den Mitteln 11 und 13 (oderalternativ von dem Steuergerät 8)ein Positions-Soll-Wert s_soll bzw. α_soll und daraus folgend ein Strom-Soll-Wert-Verlauf I_soll(t)für denSchrittmotor 3 ermittelt, welcher der entsprechenden Neigungdes von dem Scheinwerfer 2 ausgesandten Lichtbündels LBentspricht, damit trotz der Karosserieneigung eine vorgegebene Leuchtweitedes Scheinwerfers 2 erhalten bleibt. Das Ermitteln desentsprechenden Strom-Soll-Wert-Verlaufs I_soll(t) kann beispielsweisemittels eines geeigneten Computerprogramms erfolgen, das auf demMikroprozessor 12 des Steuergeräts 8 ablauffähig ist.Die Mittel 11 und 13 können auch eine manuelle Verstelleinrichtungumfassen, mit der eine gewünschteNeigung des von dem Scheinwerfer 2 ausgesandten Lichtbündels LB(und damit eine bestimmte Charakteristik LC des Lichtbündels LB)eingestellt werden kann. In Abhängigkeit vonder eingestellten Neigung wird von den Mitteln 11 und 13 (oderalternativ von dem Steuergerät 8)ein entsprechender Positions-Soll-Wert s_soll bzw. α_soll unddaraus folgend ein Strom-Soll-Wert-Verlauf I_soll(t) für den Schrittmotor 3 ermittelt.Schließlichist es auch denkbar, dass die Mittel 11 und 13 einenLenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels der lenkbaren Räder desKraftfahrzeugs und damit eines Kurvenradius einer von dem Fahrzeug durchfahrenenKurve umfassen. In Abhängigkeitvon dem Lenkwinkel wird von den Mitteln 11 und 13 (oder alternativvon dem Steuergerät 8)ein Strom-Soll-Wert-VerlaufI_soll(t) fürden Schrittmotor 3 ermittelt, welcher der entsprechendenhorizontalen Neigung des von dem Scheinwerfer 2 ausgesandten Lichtbündels LBentspricht, damit trotz des Kurvenverlaufs eine möglichstgute Ausleuchtung der Fahrbahn gegeben ist.
[0045] Schließlich sindin dem Steuergerät 8 auch Mittel 14 zumVergleichen des Ist-Werts s_ist bzw. α_ist der mechanischen Positiondes Rotors 5 mit dem Soll-Wert s_soll bzw. α_soll dermechanischen Position des Rotors 5 vorgesehen. Die Mittel 14 sind beispielsweiseals ein Computerprogramm ausgebildet, das auf dem Mikroprozessor 12 desSteuergeräts 8 ablauffähig ist.Durch den Vergleich des Ist-Werts s_ist bzw. α_ist mit dem Soll-Wert s_soll bzw. α_soll dermechanischen Position des Rotors 5 können zum Beispiel bleibendeSchrittverluste des Schrittmotors 3 detektiert werden.Schrittverluste könnendann auftreten, wenn die füreine Bewegung des Rotors 5 notwendige mechanische Kraftgrößer istals die elektromagnetisch erzielte Verstellkraft des Schrittmotors 3 ist,so dass der Rotor 5 nicht der vorgesehenen Drehbewegungfolgen kann.
[0046] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,den Ist-Wert s_ist bzw. α_istder mechanischen Position des Rotors 5 nicht – wie bisher üblich – mit gesondertenPositionssensoren, sondern durch Auswerten des Verlaufs des durchden Schrittmotor 3 fließenden Strom-Ist-Werts I_ist(t)zu ermitteln. Genauer gesagt wird zu vorgebbaren diskreten Zeitpunkte,nämlich immerbevor, nachdem oder währendder Schrittmotor 3 einen Schritt zurückgelegt hat bzw. zurücklegt, derdann aktuelle Strom-Ist-Wert I_ist oder eine andere von dem Strom-Ist-Wert I_ist abhängige charakteristischeGröße erfasstund ausgewertet. Diese diskreten Strom-Ist-Werte I_ist oder diediskreten charakteristischen Größen werdenzu den diskreten Zeitpunkten ausgewertet. Dabei werden nicht nurdie Strom-Ist-WerteI_ist bzw. die charakteristischen Größen des aktuellen diskretenZeitpunkts, sondern auch die Strom-Ist-Werte I_ist bzw. die charakteristischenGrößen zu einemoder mehreren vorangegangenen diskreten Zeitpunkten berücksichtigt.
[0047] In 2 sinddie Soll-VerläufeI_soll(t) der StrömeI1_soll(t) und I2_soll (t) fürdie beiden Phasen des Schrittmotors 3 dargestellt. DieTreiberstufe 9 versucht über die Stromregelung 10a,die Strömeauf die dargestellten Pulsmuster einzustellen. In 2 wurdeexemplarisch das Pulsmuster füreinen unkompensierten Halbschrittbetrieb und einfahrender Bewegungsrichtungdargestellt. Selbstverständlich könnte diesemPulsmuster auch die Bewegungsrichtung "ausfahrend" zugeordnet werden, oder es könnte einVollschrittbetrieb oder ein Mikroschrittbetrieb (sogenannter Microstep-Betrieb)gewähltwerden. Die x-Achse ist in Halbschritte unterteilt. Die Ströme können Wertevon (+), 0 und (–)einnehmen. Es ist deutlich zu erkennen, dass die obere Phase derunteren um zwei Halbschritte voreilt (d. h. die obere Phase erreichtzeitlich früherdie Stromzustände). Derin 2 dargestellte Stromverlauf I1_soll(t) und I2_soll(t) entspricht dem Verlauf des Strom-Soll-Werts I_soll(t).
[0048] Umdurch den Schrittmotor 3 einen diesem Pulsmuster entsprechendenStrom fließenzu lassen, wird in der Treiberstufe 9 eine Betriebsspannung U_Bauf den Schrittmotor 3 geschaltet. Der Strom I_ist(t)wird über einenShunt R_1, R_2 gemessen. Sobald der Ist-Wert des Stroms I_ist(t)einen gewünschterStromwert I_soll(t) erreicht, werden die Schalter S1 bzw. S2 geschlossen.Durch hochfrequentes Öffnenund Schließender Schalter S1 und S2 wird der Strom I_ist(t) auf einen engen Bereich beschränkt.
[0049] Derdurch den Schrittmotor 3 fließende reale Strom (Strom-Ist-Wert I_ist(t))entspricht jedoch nicht dem in 2 dargestelltenVerlauf. Die Wicklungen 4 der beiden Phasen des Schrittmotors 3 sindInduktivitäten,die in einem Ersatzschaltbild als eine Reihenschaltung einer Induktivität L undeines ohmschen Anteils R beschrieben werden können. Bei Anschluss einer einzelnenWicklung 4 eines stillstehenden Schrittmotors 3 aneine Konstantspannung entspricht der Stromverlauf I_ist(t) einerFunktion, die näherungsweiseder Gleichung
[0050] DieGrößen I ^ und τ sind abhängig vonder Position des Rotors 5. Bei veränderlicher oder statisch verändertermechanischer Belastung des Schrittmotors 3 stellen sichunterschiedliche Schleppwinkel ein. Dies ist in 3 dargestellt,wobei N einen magnetischen Nordpol und S einen magnetischen Südpol darstellt.In der oberen Darstellung von 3 ist einkleiner Schleppwinkel und in der unteren Darstellung ein großer Schleppwinkeldargestellt. Der Stator des Schrittmotors 3 ist in 3 nur symbolischdargestellt und dort mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet.Die Umlaufrichtung des Magnetfeldes ist mit einem Pfeil 16 unddie mechanische Umlaufrichtung des Rotors 5 mit einem Pfeil 17 bezeichnet.Die unterschiedlichen Schleppwinkel führen zusammen mit anderen Parameternzu unterschiedlichen InduktivitätenL_1 und L_2.
[0051] DieGrößen I ^ und τ sind auchabhängigvon den GegeninduktivitätenM_12 und M_21, wobei die Position des Rotors 5 zu den unterschiedlichenGegeninduktivitätenführt.
[0052] Desweiteren ist eine Abhängigkeitder Größe τ von derTemperatur der Wicklungen 4 gegeben, da die Shunt-Widerstände R_1und R_2 sowie die Wicklungswiderstände temperaturabhängig sind.
[0053] Schließlich beeinflusstdie Betriebsspannung U_B die Größe τ und damitauch I_ist(t).
[0054] Selbstverständlich gibtes darüberhinaus auch Abhängigkeitender Größen I ^ und τ von weiterenEinflussgrößen, diezur Erhöhungder Genauigkeit bei der Ermittlung des Ist-Wertes s_ist bzw. α_ist dermechanischen Position des Rotors 5 aus dem aufgenommenenVerlauf des Strom-Ist-Werts I_ist(t) des Schrittmotors 3 Berücksichtigungfinden können, diehier aber nicht nähererläutertsind. Einen maßgeblichenEinfluss auf den Stromverlauf hat auch die sogenannte elektromotorischeKraft (EMK). Diese hängtmaßgeblichvon der momentanen Drehzahl des Rotors 5 ab.
[0055] InAbhängigkeitvon den oben beschriebenen Einflussgrößen stellen sich zu diskretenZeitpunkten, insbesondere zu jedem von dem Schrittmotor 3 zurückgelegtenoder zurückzulegendenSchritt, Stromflanken des Strom-Ist-Wert-Verlaufs I_ist(t) ein, die beispielhaftin 4 fürden Halbschrittbetrieb dargestellt sind. Der Verlauf des Strom-Soll-Werts ist mitI_soll(t) bezeichnet. Beispielhaft herausgegriffen wurde hier einSprung des Strom-Soll-Werts I_soll (t) von 0 auf (+). Für eine abfallendeStromflanke gilt sinngemäß das gleiche.Wenn nun die zeitliche Dauer eines Anstiegs und/oder Abfallens derStromflanken I_ist_a und I_ist_b gemessen wird, kann durch einengeeigneten Algorithmus ermittelt werden, ob sich während desBetriebs des Schrittmotors 3 der Schleppwinkel verändert hatbzw. ob es zu einem bleibenden Schrittverlust gekommen ist.
[0056] Insbesonderebei plötzlichenLastwechseln, wie sie bei der Verwendung in Scheinwerfern auftretenkönnen,kann es zu schlagartigen Veränderungender Stromflankenzeiten einzelner Schritte kommen, ohne dass deshalbSchritte dauerhaft verloren gehen. Lediglich der Schleppwinkel verändert sich. Erstdurch die hier vorgeschlagene Vorgehensweise (Berücksichtigungmehrer Stromflanken zu unterschiedlichen diskreten Zeitpunkten)kann ein dauerhafter Schrittverlust eindeutig detektiert werden.Anhand des zeitlichen Verlaufs des Strom-Ist-Werts I_ist(t) wirdalso zu jedem diskreten Schritt eine die Ist-Werte der Positions_ist bzw. α_istdes Rotors 5 bzw. der Stellstange charakterisierende Größe (z.B. StromwertI_ist oder Flankenzeitwerte) ermittelt. Die ermittelten Werte können ineinem Speicher (nicht dargestellt) des Steuergeräts 8 abgespeichertwerden. Die Ermittlung von Schrittverlusten erfolgt dann anhanddieser wenigen, zu diskreten Zeitpunkten aufgenommenen Werte. Dadurchkann die Ermittlung von Schrittverlusten des Schrittmotors 3 hochgenau undgleichzeitig besonders Ressourcen (Speicherplatz und Rechenkapazität) sparendund schnell realisiert werden. Der Algorithmus zur Auswertung der aufgenommenenWerte berücksichtigtnicht nur die Werte des aktuellen Schritts des Schrittmotors 3, sondernauch die Werte vorangegangener Schritte.
[0057] Beieiner Referenzierung des Scheinwerfers 2 beispielsweisekann bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ansteuerungdes Schrittmotors 3 abgebrochen werden, sobald eine Auswerteschaltungoder ein Auswerteprogramm im Steuergerät 8 ein Blockierendes Schrittmotors 3 erkannt hat. Dadurch werden störende Geräusche undLichtzittern zeitlich auf ein Minimum reduziert.
[0058] Diemesstechnische Erfassung des Strom-Ist-Werts I_ist(t) kann auf unterschiedliche Weiseerfolgen. So ist beispielsweise der Einsatz eines galvanisch trennendenStromsensors, z.B. nach dem Kompensations-Stromwandler-Prinzip, denkbar.Es könnenentweder zwei Sensoren (fürjede Phase ein Sensor) eingesetzt werden, oder nur ein Sensor eingesetztwerden, der dann den Verlauf des Strom-Ist-Werts beider Phasen summarisch erfasst, wobeidie Auswerteschaltung oder das Auswerteprogramm dann die einzelnenStromflanken den jeweiligen Phasen zuordnen muss. Es kann auch derSpannungsabfall an den Shunt-Widerständen R_1 und R_2 der Treiberstufe 9 gemessenwerden. Dieser ist direkt proportional zu dem Phasenstrom.
[0059] Diegemessene Stromflanke des Strom-Ist-Werts I_ist (t) kann auf unterschiedliche Weiseausgewertet werden. Insbesondere kann messtechnisch erfasst werden,nach welcher Zeitdauer Δtdefinierte Stromwerte erreicht werden, bzw. welche Zeit Δt für den Anstiegdes Stromes I_ist(t) von einem definierten Stromwert I_1 zu einemStromwert I_2 benötigtwird. Dies ist in 5 dargestellt.
[0060] Alternativzu dem in 5 dargestellten Verfahren kannauch gemessen werden, welcher Stromwert I_ist(t) nach einer vorgegebenenZeit erreicht worden ist und damit dann ebenfalls auf den Gradientendes Stroms I_ist(t) geschlossen werden. Eine A/D-Wandlung der gemessenenStromwerte I_ist kann mit einem Mikrocontroller in dem Steuergerät 8 erfolgen,der auch den Schrittmotor 3 ansteuert. Die Erfassung derPhasenströmeI_ist(t), die Auswertung der StrömeI_ist(t) oder beides kann in. dem Schrittmotor 3 integriertsein.

权利要求:
Claims (18)
[1] Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Schrittmotors(3) zur Variation der Charakteristik eines von einem Scheinwerfer(2) eines Kraftfahrzeugs ausgesandten Lichtbündels, umfassenddie Verfahrensschritte: – Vorgabeeines Soll-Werts (s_soll, α_soll)einer mechanischen Position eines Rotors (5) des Schrittmotors(3) in Abhängigkeitvon einer einzustellenden Charakteristik des Lichtbündels; – Vorgabeeines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Soll-Werts (I_soll) für den Schrittmotor(3) in Abhängigkeitvon dem Soll-Wert (s_soll, α_soll)der mechanischen Position des Rotors (5); – Ansteuerndes Schrittmotors (3) in Abhängigkeit von dem Strom-Soll-Wert(I_soll); – Erfasseneines Ist-Werts (s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) oder einer denIst-Wert (s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) charakterisierendenGröße; und – Vergleichendes Ist-Werts (s_ist, α_ist)mit dem Soll-Wert (s_soll, α_soll)der mechanischen Position des Rotors (5), gekennzeichnetdurch die nachfolgenden Verfahrensschritte: – Erfasseneines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Ist-Werts (I_ist) des Schrittmotors(3) innerhalb einzelner Schritte des Schrittmotors (3);und – Ermittelndes Ist-Werts (s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors in Abhängigkeit von dem zeitlichenVerlauf des Strom-Ist-Werts (I_ist).
[2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass beim Vergleichen des Ist-Werts (s_ist, α_ist) mit dem Soll-Wert (s_soll, α_soll) dermechanischen Position des Rotors (5) Strom-Ist-Werte (I_ist) desSchrittmotors (3) zu einem aktuellen und mindestens einemvergangenen Schritt des Schrittmotors (3) berücksichtigtwerden.
[3] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Ist-Wert (s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) in Abhängigkeitvon einem Gradienten einer Stromflanke des Strom-Ist-Werts (I_ist)des Schrittmotors (3) ermittelt wird.
[4] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Gradient einer Stromflanke anhand einer zeitlichen Dauer(ΔT) einesAnstiegs oder eines Abfallens der Stromflanke ausgehend von einemersten vorgebbaren Stromwert (I_1) bis zum Erreichen eines zweitenvorgebbaren Stromwerts (I_2) ermittelt wird.
[5] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Gradient einer Stromflanke anhand eines Stromwertes (ΔI) einesAnstiegs oder eines Abfallens der Stromflanke ausgehend von einem erstenvorgebbaren Zeitpunkt (T_1) bis zum Erreichen eines zweiten vorgebbarenZeitpunkts (T_2) ermittelt wird.
[6] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Ist-Wert (s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) in Abhängigkeitvon einer Temperatur (T) von mindestens einer Wicklung (4)des Schrittmotors (3) ermittelt wird.
[7] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Ist-Wert (s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) in Abhängigkeitvon einer Betriebsspannung (U_B) des Schrittmotors (3)ermittelt wird.
[8] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass der zeitliche Verlauf des Strom-Ist-Werts (I_ist) des Schrittmotors (3)mittels eines galvanisch trennenden Stromsensors erfasst wird.
[9] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass der zeitliche Verlauf des Strom-Ist-Werts (I_ist) des Schrittmotors (3)mittels eines Shunt-Widerstands(R_1, R_2) erfasst wird.
[10] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass – anhanddes zeitlichen Verlaufs des Strom-Ist-Werts I_ist(t) zu diskretenSchritten des Schrittmotors (3) eine den Ist-Wert der Position(s_ist; α_ist)des Rotors 5 charakterisierende Größe ermittelt wird; – anhandder zu den diskreten Schritten des Schrittmotors (3) ermitteltenGrößen Schrittverlustedes Schrittmotors (3) ermittelt werden, wobei – bei derErmittlung der Schrittverluste zu mindestens zwei verschiedenenSchritten des Schrittmotors (3) ermittelte Größen berücksichtigtwerden.
[11] Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass die zu diskreten Schritten des Schrittmotors (3) ermitteltendie Ist-Werte der Position (s_ist; α_ist) des Rotors (5)charakterisierenden Größen in einemdem Steuergerät(8) zugeordneten Speicher abgelegt werden.
[12] Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondereauf einem Mikroprozessor (12), eines Steuergeräts (8)zur Ansteuerung eines elektrischen Schrittmotors (3) zurVariation der Charakteristik eines von einem Scheinwerfer (2)eines Kraftfahrzeugs ausgesandten Lichtbündels ablauffähig ist,dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm (10b, 14)zur Ausführungeines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 programmiert ist.
[13] Computerprogramm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass das Computerprogramm auf einem Speicherelement, insbesondere aufeinem Read-Only-Speicher, auf einem Random-Access-Speicher oderauf einem Flash-Speicher,abgespeichert ist.
[14] Scheinwerferanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs,umfassend: – einenScheinwerfer (2) zum Aussenden eines Lichtbündels; – einenelektrischen Schrittmotor (3) zur Variation der Charakteristikdes von dem Scheinwerfer (2) ausgesandten Lichtbündels; – Mittel(13) zur Vorgabe eines Soll-Werts (s_soll, α_soll) einermechanischen Position eines Rotors (5) des Schrittmotors(3) in Abhängigkeitvon einer einzustellenden Charakteristik des Lichtbündels; – Mittel(11) zur Vorgabe eines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Soll-Werts(I_soll) fürden Schrittmotor (3) in Abhängigkeit von dem Soll-Wert(s_soll, α_soll)der mechanischen Position des Rotors (5); – Mittel(8, 9) zum Ansteuern des Schrittmotors (3)in Abhängigkeitvon dem Strom-Soll-Wert (I_soll); – Mittel zum Erfassen einesIst-Werts (s_ist, α_ist) dermechanischen Position des Rotors (5) oder einer den Ist-Wert(s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) charakterisierendenGröße; und – Mittel(14) zum Vergleichen des Ist-Werts (s_ist, α_ist) mitdem Soll-Wert (s_soll, α_soll)der mechanischen Position des Rotors (5), dadurchgekennzeichnet dass die Scheinwerferanordnung (1) des weiterenumfasst: – Mittel(R_1, R_2) zum Erfassen eines zeitlichen Verlaufs eines Strom-Ist-Werts(I_ist) des Schrittmotors (3) innerhalb einzelner Schrittedes Schrittmotors (3); und – Mittel (8; 12)zum Ermitteln des Ist-Werts (s_ist, α_ist) der mechanischen Positiondes Rotors (5) in Abhängigkeitvon dem zeitlichen Verlauf des Strom-Ist-Werts (I_ist).
[15] Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vergleichen des Ist-Werts (s_ist, α_ist) mitdem Soll-Wert (s_soll, α_soll)der mechanischen Position des Rotors (5) Strom-Ist-Werte(I_ist) des Schrittmotors (3) zu einem aktuellen und mindestenseinem vergangenen Schritt des Schrittmotors (3) berücksichtigen.
[16] Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 15,dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erfassen des Ist-Werts(s_ist, α_ist)der mechanischen Position des Rotors (5) einen Gradienteneiner Stromflanke des Verlaufs des Strom-Ist-Werts (I_ist) ermitteln und auswerten.
[17] Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erfassen des Ist-Werts(s_ist, α_ist) dermechanischen Position des Rotors (5) als ein Computerprogrammausgebildet sind, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor(12), des Steuergeräts(8) ablauffähigist.
[18] Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrittmotor (3) alsein 2-Phasen-Klauenpol-Schrittmotor ausgebildet ist.

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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FR2866762A1|2005-08-26|

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FR2866762B1|2007-08-03|

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引用文献:

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2007-12-13| 8110| Request for examination paragraph 44|

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2010-03-18| 8120| Willingness to grant licences paragraph 23|

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